JP2010181572A - 画像形成装置、色ずれ補正方法及び色ずれ補正制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で高精度な色ずれ補正を行うことができる色ずれ補正方法、補正制御プログラムを提供する。
【解決手段】補正パターンを形成後（Ｓ１０１）、その位置を検出する（Ｓ１０２）。検出値に基づいてスキューずれ量Ｄ１、主レジストずれ量Ｄ２、副レジストずれ量Ｄ３、主走査倍率ずれ量Ｄ４を算出する（ステップＳ１０３）。予め光学系の構成によりスキュー１ステップあたりの主走査レジストずれ量に対する補正量Ａｍ、スキュー１ステップあたりの副走査レジストずれ量に対する補正量Ａｓを求めておき、色ずれ補正実行時に、スキュー補正量Ｃ１、主副レジスト補正量Ｃ２，Ｃ３を算出する。このレジスト補正量Ｃ２，Ｃ３に主走査方向のレジスト補正調整量Ａｍ＊Ｃ１、副走査方向のレジスト補正調整量Ａｓ＊Ｃ１を加算する。同時に主操作倍率補正量Ｃ４を算出し（Ｓ２０１）、主副レジスト補正と主走査倍率補正を実行する（Ｓ１０５）。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数色の色の画像をそれぞれ独立して形成し、各色を重畳してカラー画像を得る複写機、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複合機などの画像形成装置、前記色ずれを補正する色ずれ補正方法、及びこの色ずれ補正方法をコンピュータで実行するための色ずれ補正制御プログラムに関する。

電子写真方式でカラー画像を形成する画像形成装置として従来からタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。タンデム型のカラー画像形成装置としては間接転写方式あるいは直接転写方式のものがある。例えば間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に電子写真方式の画像形成要素を備えた作像ステーションを備え、各色の作像ステーションの感光体ドラムにレーザダイオードから出射された光ビームによって色毎に潜像を形成し、その潜像を各ステーションで色毎に現像する。その後、中間転写ベルトに色毎に順次転写して、４色のトナーが重畳されたフルカラーの画像を形成し、その画像を一括して転写媒体としての転写紙に転写し、定着することにより画像が形成される。

このタンデム型のカラー画像形成装置では、色毎に異なる書き込みユニットで生成された画像を中間転写ベルトに転写する際に、例えば用紙搬送方向である副走査方向に微妙に色がずれて、すなわち各色感の画素位置がずれて形成されてしまうという、いわゆる色ずれが発生してしまう。このため、画像形成前に特定の補正パターン像を中間転写ベルト上に形成し、この補正パターン像を用いて各色の色ずれの発生を抑制するような補正処理を行う技術が知られている。

一方、この色ずれ要素のひとつとして、スキューずれ（走査線傾きずれ）がある。これは、書き込みユニットの機械的な取り付け誤差などにより、各色の走査線の傾きがずれることによって生じる色ずれである。このスキューずれの補正は中間転写ベルト上の補正パターンからスキューずれ量を計測し、そのずれ量に応じてステッピングモータなどで光学ミラー等を回転させることによって補正するのが一般的である。

しかし、このスキューずれを補正すると、今度は、主走査及び副走査方向の画素位置のシフトずれ（レジストレーションずれ）が発生してしまうという問題がある。これは、スキューずれを補正する際の走査線の回転中心が画像中心と一致せずに、スキューを動かすと同時に主副のレジストがずれてしまうためである。そのため、スキュー補正とレジストレーション補正を１回の色合わせ補正で行ってしまうと、スキュー補正したことによるレジストレーションずれが残ってしまう。

このレジストレーションずれの状態について、以下、タンデム型のカラー画像形成装置の構成とともに説明する。

図１は、従来から実施されている間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置（以下、単に画像形成装置と称する）１００の作像部の概略構成を示す図である。同図において、画像形成装置１００は、半導体レーザ、ポリゴンミラーなどの光学要素を含む光学装置１０２と、感光体ドラム、帯電装置、現像装置、クリーニング装置などの作像要素を含む画像形成部１１２と、１次転写部、中間転写ベルト、２次転写部などを含む転写部１２２を含んで構成されている。

光学装置１０２は、半導体レーザ（図示せず）などの光源から出射された光ビームを、ポリゴンミラー１０２ｃにより偏向させ、ｆθレンズ１０２ｂに入射させている。光ビームは、図示した実施形態ではシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した数、光源から出射され、ｆθレンズ１０２ｂを通過した後、反射ミラー１０２ａで反射される。

反射ミラー１０２ａの後段に配置されたＷＴＬレンズ１０２ｄは、光ビームを整形した後、反射ミラー１０２ｅへと光ビームを導き、反射ミラー１０２ｅで偏向させて露光のために使用される光ビームＬとしてＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ各色の感光体ドラム１０４ａ、１０６ａ、１０８ａ、１１０ａの表面に照射する。Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの各感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａへの光ビームＬの照射は、上述したように複数の光学要素を使用して行われるため、主走査方向及び副走査方向に関して、タイミング同期が行われている。なお、以下、主走査方向を、光ビームの走査方向として定義し、副走査方向を、主走査方向に対して直交する方向、本実施形態における画像形成装置１００では、感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａの回転する方向として定義する。

Ｍ色感光体ドラム１０４ａは、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。光導電層は、それぞれ感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａに対応して配設され、コロトロン、スコロトロン、または帯電ローラなどを含んで構成されるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ各色の帯電器１０４ｂ，１０６ｂ，１０８ｂ，１１０ｂにより表面電荷が付与される。

各色の帯電器１０４ｂ，１０６ｂ，１０８ｂ，１１０ｂにより各色の感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａ表面にそれぞれ付与された静電荷は、光ビームＬにより露光され、変調された画像信号に基づいた静電潜像が形成される。各色感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａ上に形成された静電潜像は、各色感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａの外周に沿ってそれぞれ設けられた現像スリーブ、現像剤供給ローラ、規制ブレードなどを含む現像器１０４ｃ，１０６ｃ，１０８ｃ，１１０ｃにより現像され、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ各色のトナー像が形成される。

各色感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａ上に担持されたトナーは、搬送ローラ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ間に張架され、駆動力を得て矢印Ｔ２の方向に移動する中間転写ベルト１１４上に１次転写ローラ１０４ｄ，１０６ｄ，１０８ｄ，１１０ｄによって色毎に順次転写され、最終的に４色重畳されたフルカラー画像が中間転写ベルト１１４上に形成される。４色重畳されたフルカラーのトナー像は中間転写ベルト１１４上に担持された状態で２次転写部へと搬送される。２次転写部は、２次転写ベルト１１８と、搬送ローラ１１８ａ，１１８ｂとを備え、搬送ローラ１１８ａ，１１８ｂにより矢印Ｔ３方向に搬送される。２次転写部には、給紙カセットなどの記録媒体収容部１２８から転写紙（上質紙、厚紙）、プラスチックシートなどの記録媒体１２４が搬送ローラ１２６により供給される。

２次転写部は、２次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト１１４上に担持された多色のトナー像を、２次転写ベルト１１８上に吸着保持された記録媒体１２４に転写する。記録媒体１２４は、２次転写ベルト１１８の搬送と共に定着装置１２０へと供給される。定着装置１２０は、シリコーンゴム、フッソゴムなどを含む定着ローラなどの定着部材１３０を備え、記録媒体１２４とトナー像とを加圧加熱し、記録媒体１２４上にトナー像が定着された印刷物１３２として画像形成装置１００の外部へと出力する。トナー像が転写され後の中間転写ベルト１１４は、クリーニングブレードを含むクリーニング部１１６により転写残現像剤が除去された後、次の像形成プロセスへと供給されている。

なお、各感光体ドラム１０４ａ，１０６ａ，１０８ａ，１１０ａの中間転写ベルト１１４の回転方向下流側、図１では搬送ローラ１１４ａの中間転写ベルト１１４巻回部に対向する位置には、中間転写ベルト１１４に形成された位置合わせ用のマークを検知するため、検知センサ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃが配設されている。そして、検知センサ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃのマーク検知結果から、基準色に対する各色の各種ずれ量、すなわち、スキューずれ量、主副レジストずれ量、倍率ずれ量を算出し、補正する。

図２は前記中間転写ベルト１１４上に形成された位置合わせ用トナーマーク列（以下、補正パターンとも称す）１１７の一部を示す図である。同図から分かるようにＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色の横線４本、斜め線４本からなるマークを１組とし、本実施形態では、この組を８組形成する。そして、これらの検出結果の平均を算出し、その平均値から補正量を決定する。これにより、各色の位置ずれが少ない高画質の画像を形成することが可能となる。

位置合わせ用トナーマーク列１１７は、中間転写ベルト１１４の主走査方向の奥側、中央部、及び手前側に形成され、それぞれ奥側検知センサ１１５ａ、中央検知センサ１１５ｂ、及び手前側検知センサ１１５ｃによって検出する。この検出は各センサを光反射型センサによって構成し、中間転写ベルト１１４の表面、及び各色のマークからの反射光の強度を検出し、その検出結果に基づいて基準色（この場合、ブラックＫ）に対するスキュー、副走査レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差を算出する。各種のずれ量、補正量の算出及び補正の実行命令は、後述の補正量算出部により行われる。検出の終わったパターンは、クリーニング部１１６でクリーニングされる。

図３は図１において矢印Ｔ１方向から光学装置を見た図である。光学装置１０２は、図１に示した反射ミラー１０２ａ、ｆθレンズ１０２ｂＹＨ、ポリゴンミラー１０２ｃ、ＷＴＬレンズ１０２ｄの他に、ＬＤ（レーザダイオード）ユニット１０２ｆ、シリンダレンズ１０２ｇ、反射ミラー１０２ｈ，シリンダミラー１０２ｉ，１０２ｊ、センサ１０２ｋ，１０２ｌをさらに備えている。図３から分かるように、ＬＤユニット１０２ｆを含むレーザ出射系は出射されたレーザビームの光路がｆθレンズ１０２ｂと干渉しない位置に設けられ、シリンダミラー１０２ｉ，１０２ｊは、ＬＤユニット１０２ｆから出射されたレーザビームが、ｆθレンズ１０２ｂの端部は通るが、反射ミラー１０２ａとは干渉しない位置に設けられている。

このように構成された光学装置１２０では、ＬＤユニット１０２ｆＫ、１０２ｆＹから出射された光ビームは、それぞれシリンダレンズ１０２ｇＫ，１０２ｇＹを通り、反射ミラー１０２ｈＫ、１０２ｈＹによってポリゴンミラー１０２ｃの下側の面に入射し、ポリゴンミラー１０２ｃが回転することにより偏向され、ｆθレンズ１０２ｂＫＣ、１０２ｂＹＭを通り、第１ミラー１０２ａＫ、１０２ａＹによって折り返される。

一方、ＬＤユニット１０２ｆＣ、１０２ｆＭからの光ビームは、シリンダレンズ１０２ｇＣ,１０２ｇＭを通り、ポリゴンミラー１０２ｃの上側の面に入射し、ポリゴンミラー１０２ｃが回転することにより偏向され、ｆθレンズ１０２ｂＫＣ, １０２ｂＹＭを通り、第１ミラー１０２ａＣ、１０２ａＭによって折り返される。

主走査方向の書き出し位置より上流側にシリンダミラー１０２ｉＫＣ、１０２ｉＹＭと、センサ１０２ｋＫＣ、１０２ｋＹＭとが配置され、ｆθレンズ１０２ｂＫＣ、１０２ｂＹＭを通った光ビームがシリンダミラー１０２ｉＫＣ、１０２ｉＹＭによって反射集光されて、センサ１０２ｋＫＣ、１０２ｋＹＭに入射する。これらのセンサ１０２ｋＫＣ、１０２ｋＹＭは、主走査方向の同期を取るための同期検知センサである。また、主走査方向の画像領域より下流側に、上述した上流側と同様に、シリンダミラー１０２ｊＫＣ、１０２ｊＹＭと、センサ１０２ｌＫＣ、１０２ｌＹＭとが配置され、ｆθレンズ１０２ｂＫＣ，１０２ｂＹＭを通った光ビームがシリンダミラー１０２ｊＫＣ，１０２ｊＹＭによって反射集光されて、センサ１０２ｌＫＣ及びセンサ１０２ｌＹＭに入射するような構成となっている。
また、ＬＤユニット１０２ｆＫ，１０２ｆＣからの光ビームでは、書き出し側ではシリンダミラー１０２ｉＫＣとセンサ１０２ｋＫＣを共通に、終了側ではシリンダミラー１０２ｊＫＣとセンサ１０２ｌＫＣを共通に使用し、同期検出が行われる。ＬＤユニット１０２ｆＹ及びＬＤユニット１０２ｆＭからの光ビームでは、書き出し側ではシリンダミラー１０２ｊＹＭとセンサ１０２ｌＹＭを共通に、終了側ではシリンダミラー１０２ｉＹＭとセンサ１０２ｋＹＭを共通に使用し、同期検出が行われる。この方式では、同じセンサに２色の光ビームが入射することとなるので、各色の光ビームのポリゴンミラー１０２ｃの入射角を異なるようにすることによって、それぞれの光ビームが各センサに入射するタイミングを変え、時系列的にパルス列として出力されるようになっている。

図３からも分かるように、ブラック（Ｋ）とシアン（Ｃ）、及びイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の光ビームは逆方向に走査される。 各々の色のビームは、２つのビーム検出センサ１０２ｋＫＣ，１０２ｌＫＣ、及び１０２ｌＹＭ，１０２ｋＹＭをそれぞれ通過する。そこで、各々の２つのセンサの通過時間間隔を画素クロック等によりカウントすることによって計測し、それらのカウント値と予め設定された基準カウント値とが一致するように書き込み画周波数を変更し、倍率を補正する（２点同期方式の倍率補正）。

しかし、中間転写ベルト１１４に前記図２に示した位置合わせ用のマークを形成し、当該マークの検知、及び位置ずれ補正を行うと時間がかかるため、頻繁には行えない。連続プリント時などには、特に光学装置１２０内の温度が上昇し、これがｆθレンズ１０２ｂの温度上昇を引き起こす。ｆθレンズ１０２ｂは温度上昇により倍率が急激に変化するので、短時間で実行できる２点同期方式の倍率補正技術は必須である。特にｆθレンズの材質がプラスチック等の合成樹脂製のものであると、熱容量が小さいことからｆθレンズの温度上昇が急激であり、温度上昇の影響が非常に大きい。そこで、短時間で実施できる２点同期方式の倍率補正がこの種の装置では実施されている。

本実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置では、各色別々に画像を形成し、その後各色を重畳することから、各色間の位置合わせ技術が重要な課題となる。各色の色ずれの成分としては、主として
（１）ビーム走査方向（主走査方向）の角度ずれ（走査線傾き）によって生じた色ずれであるスキューずれ、
（２）転写ベルト１１４の移動方向（副走査方向）の感光体への書き込みタイミングのずれによって生じた色ずれである副走査方向のレジストレーションずれ、
（３）主走査方向の感光体への書き込みタイミングのずれによって生じた色ずれである主走査方向のレジストレーションずれ、
（４）主走査方向の像の伸縮による主走査方向倍率誤差、
の４つの成分がある。
図４はスキューずれの概念を示す図、図５はずれを補正したときの状態を示す図である。図４は転写紙Ｐ上でのＫ色に対するＭ色のスキューずれを示しており、主走査方向に線を引いた場合、Ｋ色に対しＭ色は走査線が傾いている。このようなスキューずれを補正すると、図５に示すようにＭ色の走査線はＭ’のように補正されることになり、同図に示すように主走査及び副走査にそれぞれレジストずれＨｍ，Ｈｓが発生してしまう。これは画像上におけるスキューの回転中心Ｏが画像中心と一致しておらず、スキューを動かすと同時にレジストも動いてしまうためである。

図６は色ずれ補正を行う色ずれ補正回路の構成を示すブロック図である。色ずれ補正回路２００は、パターン検出部２０１、補正量算出部２０２、メモリ２０３、及び色毎の書き込み制御部２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｙ，２０４Ｋを備え、図示しないＣＰＵによって制御される。ＣＰＵは図示しなしＲＯＭに格納されたプログラムを読み出し、図示しないＲＡＭをワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムで定義された制御を実行する。

パターン検出部２０１には、中間転写ベルト１１４上に形成された位置合わせ用マーク１１７を検出するための検知センサ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃからの信号（反射強度検出信号）が入力され、このパターン検出部２０１でパターンの位置を検出する。パターン検出部２０１で検出されたパターンの位置情報は補正量算出部２０２に送られ、補正量算出部２０２で色ずれ量の算出及び色合わせ補正量が算出される。算出された色ずれ量及び色合わせ補正量はメモリ２０３に格納され、その後、各色の書き込み制御部２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｙ，２０４Ｋに色毎にそれぞれ送られる。なお、パターン検出部２０１及び補正量算出部２０２で実行される位置検出、及び色ずれ量と色合わせ補正量の算出処理は公知の技術であり、ここでは、これらの詳細についての説明は省略する。

図７はこの色ずれ補正制御の制御手順を示すフローチャートであり、前記ＣＰＵによって実行される。この制御手順では、まず、中間転写ベルト１１４上へ位置合わせ用マーク（補正パターン）１１７を形成し（ステップＳ１０１）、パターン検出部２０１において検知センサ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃの出力から前記補正パターン１１７の位置を検出する（ステップＳ１０２）。次いで、補正量算出部２０２において、パターン検出部２０１から入力されたパターン検出値（位置情報）に基づいてスキューずれ量Ｄ１、主レジストずれ量Ｄ２、副レジストずれ量Ｄ３、及び主走査倍率ずれ量Ｄ４をそれぞれ算出し（ステップＳ１０３）、算出したずれ量に基づいてスキュー補正量Ｃ１、主レジスト補正量Ｃ２、副レジスト補正量Ｃ３、及び副走査倍率補正量Ｃ４をそれぞれ算出する（ステップＳ１０４）。その後、算出された各種補正量に応じてスキュー補正、主副レジスト補正、及び主走査倍率補正を実行する（ステップＳ１０５）。

一方、例えば特許文献１（特許第３３５１４３５号公報）に記載の発明では、スキューレジストレーションのずれに対する補正と他のレジストレーションのずれに対する補正とは、互いに別のサンプリングサイクルで行うようにして、カラーレジストレーションずれを補正するようにしている。

また、特許文献２（特開２００７−１５５７６４号公報）に記載の発明では、複数色の画像を転写ベルト上に重ね合わせて形成するとともに、転写ベルト上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成する書き込みユニットと、補正パターンを検知する検知センサ及びパターン検知部と、検知された補正パターンに基づいて書き込みユニットのスキューずれ量と他の色ずれ量を求め、求めた各色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出部と、この補正量に基づいて書き込みユニットの制御を行う書き込み制御部及びスキュー補正モータ制御部と、所定の条件に基づいて色ずれ補正処理の回数を決定し、決定された回数だけ色ずれ補正処理を実行するように制御する判断処理部を備え、短時間で高精度な色ずれ補正を行うようにしている。

前述のように特許文献１記載の発明では、スキューレジストレーションのずれに対する補正と他のレジストレーションのずれに対する補正とは、互いに別のサンプリングサイクルで行うようにしているが、具体的には２回連続で色ずれ補正を行っている。すなわち、特許文献１記載の発明では、１回目の補正パターン形成による補正制御ではスキューずれのみを補正する制御を行い、引き続き２回目の補正パターン形成による補正制御を行い、２回目の補正制御ではレジストレーションずれのみを補正する制御を行っている。これによりスキューずれを解消してからレジストレーションずれを補正するので、スキューずれに起因するレジストレーションずれを高精度に補正することができるとしている。

しかしながら、この特許文献１記載の発明では、転写ベルトに補正パターンを２回形成して補正量を算出し補正制御を行うことになるので、補正処理に要する時間が増加せざるを得ない。一方、特許文献２記載の発明では、処理時間低減のため所定の条件に基づいて色ずれ実施回数、すなわち、１回色ずれ補正を実行するか２回実行するかを決定する制御手段を有しているが、補正パターンを１回形成するだけでスキューずれもレジストレーションずれも同時に補正するという処理が実現できたわけではなく、色ずれ補正時間の増加は否めない。

そこで本発明が解決しようとする課題は、短時間で高精度な色ずれ補正を行うことができるようにすることにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、複数色の画像を像担持体上に重ね合わせて形成する画像形成部と、前記像担持体上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成するパターン形成手段と、前記像担持体上に形成された前記補正パターンを検知する検知手段と、前記検知手段によって検知された前記補正パターンに基づいて、前記画像形成部の色ずれ量を求め、さらに当該求めた色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された前記補正量に基づいて前記画像形成部における書き込み位置を制御する書き込み制御手段と、を備え、前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置であって、前記補正量算出手段は、検知した補正パターンに基づいて算出したスキュー補正量と、該スキュー補正量とスキュー補正に関与する光学要素の構成とに基づいて、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を算出することを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記補正量算出手段は、前記補正量を算出する際、主走査レジスト補正量及び副走査レジスト補正量のそれぞれに対して、スキュー補正量に応じた補正量を加算または減算することを特徴とする。

第３の手段は、第１の手段において、前記補正量算出手段は、前記補正量を算出する際、主走査レジストずれ量及び副走査レジストずれ量のそれぞれに対してスキュー補正量に応じたずれ量を加算または減算し、加減算後のずれ量から主走査及び副走査のレジスト補正量を算出することを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記スキュー補正の単位移動量あたりの主走査レジスト及び副走査レジストそれぞれのずれ量または補正量を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする。

第５の手段は、複数色の画像を像担持体上に重ね合わせて形成する画像形成部と、前記像担持体上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成するパターン形成手段と、前記像担持体上に形成された前記補正パターンを検知する検知手段と、前記検知手段によって検知された前記補正パターンに基づいて、前記画像形成部の色ずれ量を求め、さらに当該求めた各色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された前記補正量に基づいて前記画像形成部における画像形成位置を制御する制御手段と、を備え、前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置における位置ずれ補正方法であって、検知した補正パターンに基づいて算出したスキュー補正量と、該スキュー補正量とスキュー補正に関与する光学要素の構成とに基づいて、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を算出することを特徴とする。

第６の手段は、複数色の画像を像担持体上に重ね合わせて形成する画像形成部と、前記像担持体上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成するパターン形成手段と、前記像担持体上に形成された前記補正パターンを検知する検知手段と、前記検知手段によって検知された前記補正パターンに基づいて、前記画像形成部の色ずれ量を求め、当該求めた各色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された前記補正量に基づいて前記画像形成部における画像形成位置を制御する制御手段と、を備え、前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置における位置ずれ補正制御をコンピュータによって実行する位置ずれ補正制御プログラムであって、検知した補正パターンに基づいて算出したスキュー補正量と、該スキュー補正量とスキュー補正に関与する光学要素の構成とに基づいて、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を算出する手順を備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、像担持体は中間転写ベルト１１４に、画像形成部及びパターン形成手段は符号１１２に、検知手段は検知センサ１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを含むパターン検出部２０１に、補正量算出手段は補正量算出部２０２に、書き込み制御手段は書き込み制御部２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｙ，２０４Ｋに、補正パターンは符号１１７に、画像形成装置は符号１００に、記憶手段はメモリ２０８にそれぞれ対応する。

本発明によれば、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を用いて補正量を修正するので、１回の色ずれ補正でスキュー補正による主走査及び副走査のレジストレーションずれを補正することが可能であり、短時間で高精度な色ずれ補正を実現することができる。

従来から実施されている本実施形態におけるカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。 中間転写ベルトに形成された位置合わせ用トナーマーク列の一部を示す図である。 図１において矢印Ｔ１方向から光学装置を見た図である。 スキューずれの概念を示す図である。 ずれを補正したときの状態を示す図である。 色ずれ補正を行う色ずれ補正回路の構成を示すブロック図である。 色ずれ補正制御の制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る補正処理の制御手順を示すフローチャートである。 他の実施形態に係る補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図８及び図９の処理を行う場合に好適な色ずれ補正回路の例を示すブロック図である。 スキュー補正時における光学要素の構成を示す平面図である。 ミラーの移動量と感光体ドラムとの関係を示すミラーの短手方向からみた側面図である。 実画像上でのスキュー補正量Ｂの算出方法を示す図である。 実画像上でのスキュー補正による副走査方向のずれＢｓの算出方法を示す図である。 実画像上でのスキュー補正による主走査方向のずれＢｍの算出方法を示す図である。

本発明は、スキューレジストレーションのずれに対する補正と他のレジストレーションのずれに対する補正を効率的に行い、短時間で高精度な色ずれ補正を行うことができるようにしたものである。以下、図面を参照し、本は発明の実施形態について説明する。なお、図１ないし図７に示した従来技術のうち、図１のカラー画像形成装置１００、図２の位置決め補正用マーク（補正パターン）１１７、図３の光学装置１０２、図６の色ずれ補正回路２００については、本実施形態についても同様であるので、以下の説明において同等の各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、図１の例では、間接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置を例に取っているが、直接転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置でも同様である。ただし、補正パターン１１７は、中間転写ベルトではなく記録媒体である転写紙を吸着して搬送する搬送ベルトに形成される。

前述のように図４に示したスキューずれを補正すると、図５に示すようにＭ色の走査線はＭ’のように補正されることになり、同図に示すように主走査及び副走査にそれぞれレジストずれＨｍ，Ｈｓが発生してしまう。これは画像上におけるスキューの回転中心Ｏが画像中心と一致しておらず、スキューを動かすと同時にレジストも動いてしまうためである。このスキューの回転中心Ｏは光学系の構成によって決定されるため、スキュー補正によるレジストへの影響は光学装置１２０の光学要素の構成により異なってくる。そこで、本実施形態では、下記のようにしてスキュー補正による主副のレジストレーションずれを補正するようにした。

すなわち、本実施形態では各補正値算出時に、スキュー補正による主副のレジストずれを考慮し、レジスト補正量を算出することによって色合わせ精度を向上させるようにしている。図８は本実施形態に係る補正処理の制御手順を示すフローチャートである。

図８に示したフローチャートは、図７のフローチャートのステップＳ１０４をステップＳ２０１に置き換えたもので、その他のステップは図７と同一である。このステップＳ２０１では、予め光学系の構成によりスキュー１ステップあたりの主走査レジストずれ量に対応する補正量Ａｍ及びスキュー１ステップあたりの副走査レジストずれ量に対応する補正量Ａｓを画像形成装置１００の光学装置１０２の光学要素の構成から理論値の見積もりにより求めておく。その際、理論値を見積もることに代えて、実際にスキューを特定ステップ数動かし、移動の前後で、中間転写ベルト１１４上にパターン１１７を形成し、主副レジストの移動量を計測することで見積もっても良い。なお、光学構成から理論値を見積もる見積もり方法については、図１１以降の図を参照して後述する。

そして、色ずれ補正実行時に、まずスキュー補正量Ｃ１を算出する。次に、主副のレジスト補正量Ｃ２，Ｃ３を算出するが、このときこのレジスト補正量Ｃ２，Ｃ３にそれぞれ主走査方向のレジスト補正調整量Ａｍ＊Ｃ１、副走査方向のレジスト補正調整量Ａｓ＊Ｃ１をさらに加算する。同時に主操作倍率補正量Ｃ４を算出する。このようにすることにより、スキュー補正による主副のレジストずれを補正することができる。

図９は他の実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。この図９に示したフローチャートは、図７のフローチャートのステップＳ１０３をステップＳ３０１に、ステップＳ１０４をステップＳ３０２に置き換えたもので、その他のステップは図７と同一である。そこで、ステップＳ３０１では、予め光学系の構成によりスキュー１ステップあたりの主走査レジストずれ量Ｂｍ及びスキュー１ステップあたりの副走査レジストずれ量Ｂｓを画像形成装置１００の光学装置１２０の光学系の構成から見積もっておく。見積もりについては図１１以降の図を参照して後述する。

ステップＳ３０１では、スキューずれ量Ｄ１とスキュー補正量Ｃ１を算出する。次に、ステップＳ３０２で主副のレジスト補正量Ｃ２，Ｃ３を算出するが、その際、主副のレジストずれ量Ｄ２，Ｄ３に予めスキュー１ステップあたりの主レジストずれ量Ｂｍ＊Ｃ１と副レジストずれ量Ｂｍ＊Ｃ２を加算する。この加算されたずれ量から主副のレジスト補正量補正量Ｃ２，Ｃ３を算出する。また、このステップＳ３０２で、主走査倍率ずれ量Ｄ４と主走査倍率補正量Ｃ４を算出する。このようにすることにより、スキュー補正による主副のレジストずれを補正することができる。

図１０は、図８及び図９の処理を行う場合に好適な色ずれ補正回路２１０の例を示すブロック図である。この色ずれ補正回路２１０は図６に示した色ずれ補正回路２００に対してスキュー補正時の主副レジストの各補正量及びずれ量を記憶しておくメモリ２０８を搭載したものである。このように、色ずれ補正回路２１０にスキュー補正時の主副レジストの各補正量及びずれ量を記憶しておくメモリ２０８を搭載しておくと、そのメモリ２０８を参照すれば予め補正量及びずれ量を制御に組み込む必要がなくなり、画像形成装置１００の組み立て後にそれぞれの値を計測し、メモリ２０８に記憶させておくことにより精度の高い補正を行うことが可能となる。

図８のステップＳ２０１、図９のステップＳ３０１では、レジスト補正量Ａｍ，Ａｓ，Ｂｍ，Ｂｓを光学系の構成から見積もるようになっている。この見積もる方法を図１１ないし図１５を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、総括的に構成要素を説明する場合には色を示すＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの添字は省略する。

図１１はスキュー補正時における光学要素の構成を示す平面図、図１２はミラーの移動量と感光体ドラムとの関係を示すミラーの短手方向からみた側面図である。図１１においてスキューの補正は、ステッピングモータ１０２ｍにより光学系の第１段目のミラー１０２ａの角度を微調することで行う。ステッピングモータはパルス状の電気信号を与えることにより、入力パルス数分だけ動くので、ステップ数と移動範囲が１対１に対応する。そこで、ミラー１０２ａの回転中心（支点）Ｏ１に関して１パルスあたりのステッピングモータ１２０ｍによるミラー１０２ａの動作範囲をＡとすると、図１２に示すように、１ステップあたりのステッピングモータ１０２ｍによるミラーの移動量Ａと感光体ドラム１０４ａ上でのビームの副走査方向の潜像位置の移動量Ｂ’は、ミラー１０２ａへの入射角をθとすると、
Ｂ’＝Ａ／ｃｏｓθ
となる。
このようにして、ステッピングモータ１ステップあたり像面上でのスキュー補正量Ｂ’を算出することができる。

このスキュー補正量Ｂ’を画像領域に置き換えると、スキュー回転中心Ｏを頂点とする三角形の相似則により、実画像上でのスキュー補正量Ｂは図１３に示すようにして算出される。つまり、
Ｂ＝Ｂ’×ａ１／ａ２
となる。ここで、ａ１は画像上におけるスキュー回転中心Ｏから画像端までの距離であり、ａ２はスキュー回転中心Ｏからミラー端部でのビーム照射位置までの距離である。

スキュー補正による副走査方向のずれＢｓは、図１４に示すように、ｍ１をスキューの回転中心Ｏから画像端までの距離、ｍ２をスキューの回転中心Ｏから画像中心までの距離とすると、ステッピングモータ１０２ｍの１ステップあたりの実画像上でのスキュー補正量Ｂから、
Ｂｓ＝（ｍ２／ｍ１）＊Ｂ
として算出される。

スキュー補正による主走査方向のずれＢｍは、図１５に示すように、スキューの回転中心Ｏに対するずれ量をθ２とし、スキューしている画像Ｍの端部から前記スキュー回転中心Ｏを通り、主走査方向に延びる線としてスキューのみを補正した画像Ｍ’に下ろした垂線の端部とスキュー回転中心Ｏとの距離をｓ１とすると、ステッピングモータ１０２ｍの１ステップあたりの実画像上でのスキュー補正量Ｂから、
Ｂｍ＝ｍ１−ｓ１
であり、
ｓ１＝ｍ１＊ｃｏｓθ２
であるため、
Ｂｍ＝ ｍ１（１−ｃｏｓθ２）
と算出される。ここで、θ２は
θ２＝ｓｉｎ^−１（Ｂ／ｍ１）
となるため、
Ｂｍ＝ｍ１（１−ｓｉｎ^−１（Ｂ／ｍ１））
となる。

また、Ａｍ及びＡｓはそれぞれ、ＢｍとＢｓを主走査方向及び副走査方向のレジスト補正分解能で割ることによって求めた値である。つまり
Ａｍ＝Ｂｍ／（主走査補正最小単位）
Ａｓ＝Ｂｓ／（副走査補正最小単位）
として求めることができる。これらレジスト補正量Ａｍ，Ａｓ，Ｂｍ，Ｂｓがレジスト補正量を修正するための係数に対応する。

なお、このようにして求めたレジスト補正量Ａｍ，Ａｓ，Ｂｍ，Ｂｓは光学要素（光学系）の構成によりある固定値に決まるので、１回見積もれば（１回見積もりの計算を行えば）、スキュー補正のたびに見積もる必要はない。

このようにしてレジスト補正量Ａｍ，Ａｓ，Ｂｍ，Ｂｓを見積もることにより、ステップＳ２０１、ステップＳ３０２の補正量を算出することができる。

その他、特に説明しない各部は、前述の従来例と同等に構成され、同等に機能する。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。

本発明は、複数色の色の画像をそれぞれ独立して形成し、各色を重畳してカラー画像を得る際の色ずれ補正機能を有するカラー画像形成装置、例えば、カラー複写機、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複合機などのデジタル画像形成装置、特に電子写真方式で画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。

１００ 画像形成装置
１１２ 画像形成部
１１４ 中間転写ベルト
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ 検知センサ
１１７ 補正パターン（位置合わせ用のトナーマーク）
２０１ パターン検出部
２０２ 補正量算出部
２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｙ，２０４Ｋ 書き込み制御部
２０８ メモリ

特許第３３５１４３５号公報 特開２００７−１５５７６４号公報

Claims (6)

1. 複数色の画像を像担持体上に重ね合わせて形成する画像形成部と、
   前記像担持体上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記像担持体上に形成された前記補正パターンを検知する検知手段と、
   前記検知手段によって検知された前記補正パターンに基づいて、前記画像形成部の色ずれ量を求め、さらに当該求めた色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記補正量算出手段によって算出された前記補正量に基づいて前記画像形成部における書き込み位置を制御する書き込み制御手段と、
   を備え、前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置であって、
   前記補正量算出手段は、検知した補正パターンに基づいて算出したスキュー補正量と、該スキュー補正量とスキュー補正に関与する光学要素の構成とに基づいて、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を算出することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記補正量算出手段は、前記補正量を算出する際、主走査レジスト補正量及び副走査レジスト補正量のそれぞれに対して、スキュー補正量に応じた補正量を加算または減算することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置であって、
   前記補正量算出手段は、前記補正量を算出する際、主走査レジストずれ量及び副走査レジストずれ量のそれぞれに対してスキュー補正量に応じたずれ量を加算または減算し、加減算後のずれ量から主走査及び副走査のレジスト補正量を算出することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   前記スキュー補正の単位移動量あたりの主走査レジスト及び副走査レジストそれぞれのずれ量または補正量を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 複数色の画像を像担持体上に重ね合わせて形成する画像形成部と、
   前記像担持体上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記像担持体上に形成された前記補正パターンを検知する検知手段と、
   前記検知手段によって検知された前記補正パターンに基づいて、前記画像形成部の色ずれ量を求め、求めた各色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記補正量算出手段によって算出された前記補正量に基づいて前記画像形成部における画像形成位置を制御する制御手段と、
   を備え、前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置における位置ずれ補正方法であって、
   検知した補正パターンに基づいて算出したスキュー補正量と、該スキュー補正量とスキュー補正に関与する光学要素の構成とに基づいて、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を算出することを特徴とする位置ずれ補正方法。
6. 複数色の画像を像担持体上に重ね合わせて形成する画像形成部と、
   前記像担持体上に各色の位置ずれ補正用の補正パターンを形成するパターン形成手段と、
   前記像担持体上に形成された前記補正パターンを検知する検知手段と、
   前記検知手段によって検知された前記補正パターンに基づいて、前記画像形成部の色ずれ量を求め、求めた各色ずれ量を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記補正量算出手段によって算出された前記補正量に基づいて前記画像形成部における画像形成位置を制御する制御手段と、
   を備え、前記像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置における位置ずれ補正制御をコンピュータによって実行する位置ずれ補正制御プログラムであって、
   検知した補正パターンに基づいて算出したスキュー補正量と、該スキュー補正量とスキュー補正に関与する光学要素の構成とに基づいて、検知した補正パターンに基づいて算出したレジスト補正量を修正するための係数を算出する手順を備えていることを特徴とする位置ずれ補正制御プログラム。

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